ภาพรวมของเหล็กกล้าไร้สนิม
สแตนเลสสตีลเหล็กกล้าชนิดหนึ่งที่ขึ้นชื่อเรื่องความทนทานต่อการกัดกร่อนและไม่เป็นสนิม ประกอบด้วยโครเมียมอย่างน้อย 10.5% และคาร์บอนไม่เกิน 1.2%
เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ มีชื่อเสียงในด้านความทนทานต่อการกัดกร่อนและความอเนกประสงค์ ในบรรดาเหล็กกล้าไร้สนิมหลายเกรด เกรด 304, 304H, 304L และ 316 เป็นเกรดที่พบได้บ่อยที่สุด ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ASTM A240/A240M สำหรับ “แผ่น แผ่นบาง และแถบเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมและโครเมียม-นิกเกิลสำหรับภาชนะรับแรงดันและการใช้งานทั่วไป”
เหล็กกล้าทั้งสี่เกรดนี้จัดอยู่ในประเภทเดียวกัน สามารถจำแนกเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกตามโครงสร้าง และเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม-นิกเกิลซีรีส์ 300 ตามองค์ประกอบทางเคมี ความแตกต่างหลักๆ ระหว่างเหล็กกล้าเหล่านี้อยู่ที่องค์ประกอบทางเคมี ความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานความร้อน และขอบเขตการใช้งาน
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก: ประกอบด้วยโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ศูนย์กลางหน้า (เฟสแกมมา) เป็นหลัก ไม่เป็นแม่เหล็ก และเสริมความแข็งแรงส่วนใหญ่ด้วยกระบวนการขึ้นรูปเย็น (ซึ่งอาจทำให้เกิดคุณสมบัติแม่เหล็กได้บ้าง) (GB/T 20878)
การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีและประสิทธิภาพ (อ้างอิงตามมาตรฐาน ASTM)
เหล็กกล้าไร้สนิม 304:
- องค์ประกอบหลักประกอบด้วยโครเมียมประมาณ 17.5-19.5% และนิกเกล 8-10.5% โดยมีคาร์บอนในปริมาณเล็กน้อย (ต่ำกว่า 0.07%)
- คุณสมบัติทางกล: มีความแข็งแรงดึงสูง (515 MPa) และยืดตัวได้ดี (ประมาณ 40% หรือมากกว่า)
สแตนเลสสตีล 304L:
- องค์ประกอบหลัก: คล้ายกับ 304 แต่มีปริมาณคาร์บอนลดลง (ต่ำกว่า 0.03%)
- คุณสมบัติทางกลเนื่องจากปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่า ความแข็งแรงดึงจึงต่ำกว่า 304 เล็กน้อย (485 MPa) แต่มีการยืดตัวเท่ากัน ปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่าช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการเชื่อม
เหล็กกล้าไร้สนิม 304H:
- องค์ประกอบหลักปริมาณคาร์บอนโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.04% ถึง 0.1% โดยมีแมงกานีสลดลง (เหลือ 0.8%) และซิลิคอนเพิ่มขึ้น (สูงถึง 1.0-2.0%) ปริมาณโครเมียมและนิกเกลใกล้เคียงกับ 304
- คุณสมบัติทางกลความแข็งแรงดึง (515 MPa) และการยืดตัวเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม 304 มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดีที่อุณหภูมิสูง ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
เหล็กกล้าไร้สนิม 316:
- องค์ประกอบหลัก: ประกอบด้วยโครเมียม 16-18%, นิกเกล 10-14%, และโมลิบเดนัม 2-3% โดยมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.08%
- คุณสมบัติทางกล: มีความแข็งแรงดึงสูง (515 MPa) และยืดตัวได้มาก (มากกว่า 40%) และทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
จากการเปรียบเทียบข้างต้น เห็นได้ชัดว่าเหล็กทั้งสี่เกรดมีคุณสมบัติทางกลคล้ายคลึงกันมาก ความแตกต่างอยู่ที่ส่วนประกอบ ซึ่งส่งผลให้ความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานความร้อนแตกต่างกัน
การเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิม
ความต้านทานการกัดกร่อน:
- เหล็กกล้าไร้สนิม 316เนื่องจากมีโมลิบเดนัมเป็นส่วนประกอบ จึงทำให้เหล็กชนิดนี้ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กซีรีส์ 304 โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกัดกร่อนจากคลอไรด์
- สแตนเลสสตีล 304Lเนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนต่ำ จึงมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดี เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง ความทนทานต่อการกัดกร่อนอาจด้อยกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316 เล็กน้อย แต่มีราคาประหยัดกว่า
ความทนทานต่อความร้อน:
- เหล็กกล้าไร้สนิม 316เนื่องจากมีส่วนประกอบของโครเมียม นิกเกิล และโมลิบเดนัมในปริมาณสูง จึงทนความร้อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 โดยเฉพาะอย่างยิ่งโมลิบเดนัมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน
- เหล็กกล้าไร้สนิม 304Hเนื่องจากมีส่วนประกอบของคาร์บอนสูง แมงกานีสต่ำ และซิลิคอนสูง จึงทำให้มีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดีที่อุณหภูมิสูง
ขอบเขตการใช้งานของเหล็กกล้าไร้สนิม
เหล็กกล้าไร้สนิม 304: เป็นเกรดพื้นฐานที่คุ้มค่าและใช้งานได้หลากหลาย นิยมใช้ในงานก่อสร้าง งานผลิต และงานแปรรูปอาหาร
สแตนเลสสตีล 304L: เหล็กกล้าไร้สนิมคาร์บอนต่ำรุ่น 304 เหมาะสำหรับงานวิศวกรรมเคมีและวิศวกรรมทางทะเล มีกระบวนการผลิตคล้ายกับ 304 แต่เหมาะสมกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงและคำนึงถึงต้นทุนเป็นสำคัญ
เหล็กกล้าไร้สนิม 304Hใช้ในระบบทำความร้อนยิ่งยวดและระบบทำความร้อนซ้ำของหม้อไอน้ำขนาดใหญ่ ท่อไอน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนและประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง
เหล็กกล้าไร้สนิม 316: นิยมใช้ในโรงงานผลิตเยื่อและกระดาษ อุตสาหกรรมหนัก อุปกรณ์แปรรูปและจัดเก็บสารเคมี อุปกรณ์โรงกลั่น อุปกรณ์ทางการแพทย์และเภสัชกรรม อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง สภาพแวดล้อมทางทะเล และเครื่องครัวระดับไฮเอนด์
วันที่เผยแพร่: 24 กันยายน 2024